CN111050478A - 一种环氧基板微米级细孔去渣方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环氧基板微米级细孔去渣方法，包括第一去渣液和第二去渣液，具体去渣步骤为，第一步：将钻孔后环氧基板置于第一去渣液中（淹没环氧板即可），超声辅助5‑10min，超声频率40kHz、功率100‑200W，以15s‑30s间歇工作；超声结束后将环氧基板取出，用弹性刮片或气枪清理板面，静置30min；第二步：将第一步处理后的环氧基板置于带吸风罩的容器中，喷淋第二去渣液至淹没环氧板，超声辅助5‑10min，超声频率80kHz‑120kHz、功率100‑200W；超声结束后立即取出，用清水振荡清洗后干燥。本发明的去渣液成分简单易得，价格便宜；操作工序仅两个步骤，制程短；常温操作能耗低。第一去渣液经适当补充原料后可循环使用，第二去渣液经过滤后亦可补充循环使用，环保绿色。
Description
技术领域
本发明属于印刷电路板电镀技术领域，具体涉及一种环氧基板微米级细孔去渣方法。
背景技术
钻孔是PCB制板的一个过程，也是非常重要的一步。钻孔就是在覆铜板上钻出所需的过孔，用以提供电气连接，固定器件的功能。在印制电路板（简称PCB）加工制造工序中，受材料、结构设计、线路设计、压制工艺与设备等诸多因素的影响，压制工序加工出来的PCB板会存在一定程度的变形，其对钻孔加工有较大的影响，如钻孔易产生较大的毛刺及孔位偏、移，对位失准等问题。毛刺会影响到后工序加工，轻则影响使用，重则整块板子都要报废。针对PCB板钻孔加工中产生的毛刺，常规的方法是采用去毛刺机机械刷磨的方法去除孔四周的毛刺。
例如申请号为CN201811146811.7 的中国发明专利申请，其公开了一种用于线路板的加工方法，采用将钻孔时产生的毛刺用尼龙辊刷洗，然后用高压水冲洗孔壁的方法，但因环氧板在钻孔期间由于钻头高速旋转的同时与孔壁基材摩擦产生大量的热，使钻头切削下来的树脂熔融并附着在孔的内壁，为确保后续孔金属化的电气导通性及其与孔壁的结合力，需对上述熔融吸附在孔壁的树脂进行彻底清洁，仅采用机械的方法难以将孔内残留胶渣清除干净。
又例如申请号为CN201610296401.5的中国发明专利申请，其公开了一种印制线路板化学镀铜前处理工艺，提出先用膨松剂水溶液50-90℃溶胀；然后用含高锰酸钾的强碱性溶液60-90℃浸泡氧化去渣（毛刺）；进一步采用还原剂和络合剂30-60℃浸泡还原残留的高锰酸盐及络合溶解其他价态的锰盐；再经碱液除油后用含硫酸及氧化剂的微蚀液进行微蚀获得粗糙孔壁表面。上述工艺存在流程长，各溶液需加热、残留氧化剂等需消耗还原剂等生产成本高，处理液无法循环使用不环保问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种快速且长寿命的超疏水铝合金的制备方法，去渣液成分简单易得，价格便宜；操作工序仅两个步骤，制程短；常温操作能耗低。第一去渣液经适当补充原料后可循环使用，第二去渣液经过滤后亦可补充循环使用，环保绿色。
本发明提出一种环氧基板微米级细孔去渣方法，包括第一去渣液和第二去渣液，其特征在于：所述第一去渣液由DMI（1,3-二甲基-2-咪唑啉酮）溶剂与蒙砂粉配置，所述蒙砂粉粒径为D50 0.1-0.5mm，所述第一去渣液中蒙砂粉固含量为0.2-1.0%；所述第二去渣液由酸、双氧水、乙醇配置，所述第二去渣液的pH范围为2-3，双氧水体积含量为1-5%，乙醇体积含量为20-50%。
本发明的环氧基板微米级细孔去渣方法的制备方法，包含以下步骤：
第一步：
将钻孔后环氧基板置于第一去渣液中（淹没环氧板即可），超声辅助5-10min，超声频率40kHz、功率100-200W，以15s-30s间歇工作；超声结束后将环氧基板取出，用弹性刮片或气枪清理板面，静置30min；
第二步：
将第一步处理后的环氧基板置于带吸风罩的容器中，喷淋第二去渣液至淹没环氧板，超声辅助5-10min，超声频率80kHz-120kHz、功率100-200W；超声结束后立即取出，用清水振荡清洗后干燥。
优选的是，所述蒙砂粉选用非钙系蒙砂粉。
在上述任一方案中优选的是，所述酸为草酸、柠檬酸、醋酸有机酸的一种或几种混合。
在上述任一方案中优选的是，所述气枪与环氧基板面之间夹角小于30°。
本发明具有以下优点：
1. 本发明去渣液成分简单易得，价格便宜；操作工序仅两个步骤，制程短；常温操作能耗低。第一去渣液经适当补充原料后可循环使用，第二去渣液经过滤后亦可补充循环使用，环保绿色。
2. DMI是一种非质子强极性溶剂，低挥发低毒，对树脂具有较好的溶胀能力，且具有优异的热稳定性和化学稳定性。本发明由DMI与蒙砂粉配置第一去渣液，在超声波作用下可促进DMI对孔内壁附着毛刺树脂的快速溶胀，同时孔内微量蒙砂粉协同起到撞击打磨去毛刺作用。
3. 步骤1经弹性刮片或气枪清理板面后，孔内残留一定量的DMI及蒙砂粉，经步骤2第二去渣液喷淋，第二去渣液中酸与蒙砂粉反应缓慢释放生成氟化氢溶解孔内玻纤毛刺，添加一定量的乙醇可调节氟化氢释放速率；第二去渣液中双氧水对溶胀后树脂毛刺进行氧化去除，残留DMI发挥表面活性剂作用，改善孔内壁表面附着条件。
4. 本发明步骤1超声辐照的主要作用为促进DMI对树脂毛刺的溶胀。超声频率40kHz，并以15s-30s间歇工作方式，其目的是既保证促进溶胀，又不伤害基板孔壁。（线路板尤其是军用电子线路板不能采用30kHz以下频率清洗）。
5. 本发明步骤2超声辐照的主要作用为将溶胀后的树脂毛刺从孔壁表面剥落，辅助协同促进氧化反应及玻纤毛刺的溶解反应，故选择超声频率80kHz-120kHz。
6. 本发明仅将树脂毛刺从孔壁表面剥落，无须全部氧化溶解，所以仅用低浓度双氧水，作用是通过超声辅助氧化树脂毛刺表面，促进孔内壁与树脂毛刺粘结处的溶胀剥离。
具体实施方式
以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应 用或用途。下面对本发明环氧基板微米级细孔去渣方法的具体实施方 式作进一步的说明。
本发明提出一种环氧基板微米级细孔去渣方法，包含以下步骤：
1、配置去渣液：
（1）称取粒径D50=0.2mm的蒙砂粉，加入到DMI（1,3-二甲基-2-咪唑啉酮）溶剂中，配成蒙砂粉固含量0.5%的第一去渣液；
（2）由草酸、双氧水、乙醇配置第二去渣液，pH范围为2，双氧水体积含量为5%，乙醇体积含量为30%。
2、具体操作工艺：
（1）选取钻孔后FR4基板10片，检查钻孔毛刺情况，并做标记。
（2）钻孔后FR4基板置于第一去渣液中，超声辅助10min，超声频率40kHz、功率200W，以15s间歇工作；超声结束后将环氧基板取出，用弹性刮片或气枪（气枪的喷气角度与环氧基板面小于30°）清理板面，静置30min。
（3）将上述处理后基板置于带吸风罩的容器中，喷淋第二去渣液至淹没环氧板，超声辅助5-10min，超声频率80kHz、功率200W；超声结束后立即取出，用清水振荡清洗后干燥。
3、检验
任选一块标记毛刺的FR4基板，切片于显微镜观察标记孔去毛刺情况，发现孔壁干净，无裂缝。
将剩余FR4基板由化学镀铜方式孔金属化并用酸性镀铜加厚后，经热冲击试验，其结合力良好，未发现孔铜断裂。结果表明，本发明方法对线路板钻孔去渣效果好，处理后孔壁的金属化附着能力强。
本发明具有以下优点：
1. 本发明去渣液成分简单易得，价格便宜；操作工序仅两个步骤，制程短；常温操作能耗低。第一去渣液经适当补充原料后可循环使用，第二去渣液经过滤后亦可补充循环使用，环保绿色。
2. DMI是一种非质子强极性溶剂，低挥发低毒，对树脂具有较好的溶胀能力，且具有优异的热稳定性和化学稳定性。本发明由DMI与蒙砂粉配置第一去渣液，在超声波作用下可促进DMI对孔内壁附着毛刺树脂的快速溶胀，同时孔内微量蒙砂粉协同起到撞击打磨去毛刺作用。
3. 步骤1经弹性刮片或气枪清理板面后，孔内残留一定量的DMI及蒙砂粉，经步骤2第二去渣液喷淋，第二去渣液中酸与蒙砂粉反应缓慢释放生成氟化氢溶解孔内玻纤毛刺，添加一定量的乙醇可调节氟化氢释放速率；第二去渣液中双氧水对溶胀后树脂毛刺进行氧化去除，残留DMI发挥表面活性剂作用，改善孔内壁表面附着条件。
4. 本发明步骤1超声辐照的主要作用为促进DMI对树脂毛刺的溶胀。超声频率40kHz，并以15s-30s间歇工作方式，其目的是既保证促进溶胀，又不伤害基板孔壁。（线路板尤其是军用电子线路板不能采用30kHz以下频率清洗）。
5. 本发明步骤2超声辐照的主要作用为将溶胀后的树脂毛刺从孔壁表面剥落，辅助协同促进氧化反应及玻纤毛刺的溶解反应，故选择超声频率80kHz-120kHz。
6. 本发明仅将树脂毛刺从孔壁表面剥落，无须全部氧化溶解，所以仅用低浓度双氧水，作用是通过超声辅助氧化树脂毛刺表面，促进孔内壁与树脂毛刺粘结处的溶胀剥离。
Claims (5)
1.一种环氧基板微米级细孔去渣方法，包括第一去渣液和第二去渣液，其特征在于：所述第一去渣液由DMI（1,3-二甲基-2-咪唑啉酮）溶剂与蒙砂粉配置，所述蒙砂粉粒径为D500.1-0.5mm，所述第一去渣液中蒙砂粉固含量为0.2-1.0%；所述第二去渣液由酸、双氧水、乙醇配置，所述第二去渣液的pH范围为2-3，双氧水体积含量为1-5%，乙醇体积含量为20-50%。
2.如权利要求1所述的环氧基板微米级细孔去渣方法的制备方法，其特征在于：该去渣方法包含以下步骤：
第一步：
将钻孔后环氧基板置于第一去渣液中（淹没环氧板即可），超声辅助5-10min，超声频率40kHz、功率100-200W，以15s-30s间歇工作；超声结束后将环氧基板取出，用弹性刮片或气枪清理板面，静置30min；
第二步：
将第一步处理后的环氧基板置于带吸风罩的容器中，喷淋第二去渣液至淹没环氧板，超声辅助5-10min，超声频率80kHz-120kHz、功率100-200W；超声结束后立即取出，用清水振荡清洗后干燥。
3.如权利要求1或2所述的环氧基板微米级细孔去渣方法的制备方法，其特征在于：所述蒙砂粉选用非钙系蒙砂粉。
4.如权利要求1所述的环氧基板微米级细孔去渣方法的制备方法，其特征在于：所述酸为草酸、柠檬酸、醋酸有机酸的一种或几种混合。
5.如权利要求2所述的环氧基板微米级细孔去渣方法的制备方法，其特征在于：所述气枪与环氧基板面之间夹角小于30°。
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